Вопрос № 122297: Байок свайного молотка массой m1 = 500кг падает с некоторой высоты на сваю массой m2 = 100кг. Найти коэффициент полезного действия удара байка, считая удар не упругим....Вопрос № 122389: Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Сплошной цилиндр массой 0,1 кг катится без скольжения с постоянной скоростью 4м/с. Определить его кинетическую энергию цилиндра, время его до остановки, если на него действует сила трения 0.1 Н
...Вопрос № 122390: Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Определить изменение энтропии 14г азота при изобарном нагревании его от 300К до 400К
..Вопрос № 122391: Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Заряд 1нКл притянули к бесконечной плоскости, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 0.2 мкКл/м^2 На каком расстоянии от плоскости находился заряд, если работа сил поля по его перемещению равн...
Вопрос № 122.297
Байок свайного молотка массой m1 = 500кг падает с некоторой высоты на сваю массой m2 = 100кг. Найти коэффициент полезного действия удара байка, считая удар не упругим.
Отправлен: 08.02.2008, 22:54
Вопрос задала: Kissunia (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 2)
Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Kissunia!
Перед ударом боёк приобретает скорость V1, импульс m1*V1 и кинетическую энергию K1 = m1*V12/2 (1). После неупругого удара боёк и свая имеют одинаковую скорость V, причём по закону сохранения импульса в первый момент m1*V1 = (m1 + m2)*V, откуда V = m1*V1/(m1 + m2) (2). Суммарная кинетическая энергия бойка и сваи в этот момент равна: K = (m1
+ m2)*V2/2, или, подставив значение V из (1), после сокращения и освобождения от знаменателя 2: 2*K = m12*V12/(m1 + m2) (3). КПД η равен K/K1 (4), что после подстановки (3) и (1) приводит к выражению: η = m1/(m1 + m2) = 500/(500 + 100) = 0.833.
Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист)
Ответ отправлен: 09.02.2008, 12:28 Оценка за ответ: 5
Отвечает: gerhard
Здравствуйте, Kissunia!
Если под полезным действием понимать энергию, которая пошла на деформацию тела, лежащего на свае, выражение для КПД выглядит следующим образом:
eta=E1-E2/E1 (1)
где E1 - кинетическая энергия молотка до удара
E2 - кинетическая энергия системы молот-свая после удара
Энергии ищутся по формулам:
E1=m1*V^2/2 (2)
E2=(m1+m2)*U^2/2 (3)
где V - скорость молотка до удара, U - скорость системы молот-свая после удара
Подставляя (2) в (3) в (1):
eta=1-(1+m2/m1)*(U/V)^2 (4)
Теперь запишем закон сохранения импульса:
m1*V=(m1+m2)*U (5)
Подставляем (5) в (4) и производя преобразования получаем:
eta=m2/(m1+m2)=100/600=0,6 - в процентах 60%
--------- По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: gerhard (статус: 7-ой класс)
Ответ отправлен: 09.02.2008, 12:54
Вопрос № 122.389
Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Сплошной цилиндр массой 0,1 кг катится без скольжения с постоянной скоростью 4м/с. Определить его кинетическую энергию цилиндра, время его до остановки, если на него действует сила трения 0.1 Н
Отправлен: 09.02.2008, 18:13
Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович !!! Здравствуйте, Tribak! Кинетическая энергия цилиндра складывается из кинетической энергии поступательного движения и кинетической энергии вращения Екин = m*v^2/2 + J*ω^2/2, где m – масса цилиндра, v – скорость цилиндра, J – момент инерции цилиндра, равный J = m*R^2/2, ω – угловая скорость вращения цилиндра, равная v/R; R – радиус цилиндра. Отсюда найдем: Екин = m*v^2/2 + (m*R^2/2)*(v/R)^2 = 3*m*v^2/4 = 0,75*0,1кг*16м^2/с^2 =1,2 Дж. Согласно 2-му закону
Ньютона m*a = Fтрен (уравнение записано в проекциях на направле-ние движения цилиндра), откуда найдем ускорение a = Fтрен/m = 1м/с^2. !!! Это неверно. Указанное уравнение в таком виде здесь неприменимо, т.к. сила трения вызывает не только изменение поступательного импульса цилиндра, но и угловое ускорение. Это легко заметить, т.к. если бы это было бы не так, то катящийся по столу биллиардный шар двигался бы одинаково независимо от скорости и напра
вления вращения. Каждый, кто видел биллиард, знает, что это не так. В случае прямолинейного равнозамедленного движения: vкон = vo – a*t, где t – текущее время, vo – начальная скорость, vкон – конечная скорость, равная после остановки нулю. Тогда a*t = vo и t = vo/а = 4м/с/1м/с^2 = 4с. Ответ: Кинетическая энергия цилиндра равна 1,2 Дж. Время движения до остановки 4с.
Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Tribak!
Скоморохов Владимир Иванович допустил ошибку при определении времени остановки: в формулу m*a = Fтрен надо подставлять "приведенную/эффективную" массу mп = 1.5*m. Зта величина - результат преобразования формулы Екин = m*v2/2 + (m*R2/2)*(v/R)2 = m*v2/2 + m*R2/2*v2/R2 = (m + m/2)*v2/2. В результате действительное время остановки t = 6 с. Проверяем по закону сохранения энергии: работа
силы трения равна Fтрен*S, где S пройденный до остановки путь; из уравнения: Fтрен*S = Екин получаем S = Екин/Fтрен = 1.2/0.1 = 12 м, а из формулы: t = 2*S/v = 2*12/4 = 6 с.
Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист)
Ответ отправлен: 11.02.2008, 10:22
Вопрос № 122.390
Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Определить изменение энтропии 14г азота при изобарном нагревании его от 300К до 400К
Отправлен: 09.02.2008, 18:15
Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс)
Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Дано: Газ – азот, µ = 28*10^–3 кг/моль, m = 0,14кг, Т1 = 300К, Т2 = 400К, ∆Т = 100К.
Изменение энтропии определяется формулой: ∆S = ∆Q/T.
Согласно 1-го закону термодинамики ∆Q = ∆U + А, где ∆Q – количество теплоты, полу-ченной газом; ∆U – изменение внутренней энергии газа; А – работа, совершаемая газом при изменении его объема.
Изменение внутренней энергии выражается формулой: ∆U = (m/µ)*СV*∆T,
где СV – молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, равная СV = (i/2)/R, i – чис-ло степеней свободы (для двухатомного газа, каковым является азот, i = 5), µ – молярная масса азота, m – масса азота.
Следовательно, ∆U = (i/2)*(m/µ)*R*∆T.
Работа, совершаемая азотом при нагревании в изобарном процессе, равна:
А = р*∆V = (m/µ)*R*(T2 –T1), где µ – молярная масса азота, равная 28*10^–3 кг/моль, R – универсальная газовая постоянная, равняя 8,31Дж/(моль*К).
∆S = (i/2 +1)*((m/µ)*R*∆T./Т1)
Подставив численные значения задачи, найдем изменение энтропии азота:
∆S = (3,5*0,14кг/28*10^–3 кг/моль*8,31Дж/(моль*К)*100)/300 = 48,5Дж/К.
Ответ: Изменение энтропии при нагревании его в изобарном процессе на ∆Т = 100К составляет 48,5Дж/К.
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 10.02.2008, 14:01 Оценка за ответ: 5
Вопрос № 122.391
Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Заряд 1нКл притянули к бесконечной плоскости, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 0.2 мкКл/м^2 На каком расстоянии от плоскости находился заряд, если работа сил поля по его перемещению равна 1 мкДж
Отправлен: 09.02.2008, 18:20
Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс)
Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Работа сил электрического поля при перемещении заряда определяется формулой:
A = q*(φ1 – φ2); φ1– электрический потенциал в точке 1, φ2 – электрический потенциал в точке 2, q – перемещаемый заряд.
Напряженность электрического поля около равномерно заряженной бесконечной плоско-сти равна Е = σ/εo, где σ – поверхностная плотность заряда этой плоскости, εo – электриче-ская постоянная, равная 8,854*10^–12Кл^2/(Н*м^2).
В точке, находящейся на расстоянии r1 от плоскости, E1 = φ1/r1. Отсюда φ1 = σ*r1/εо
φ2 = 0, так как r2 = ∞.
Следовательно, A = q*φ1= q*σ*r1/εо. Откуда найдем расстояние r1= А*εо/q*σ
Проведем вычисления:
r1= (10^–6Дж*8,854*10^–12Кл^2/(Н*м^2)/(10^–9Кл*0,2*10^–6Кл/м^2) = 4,427см
Ответ: Заряд находился от плоскости на расстоянии 4,427см
